8051單片機實戰分析（以STC89C52RC為例） | 12 - 串行口中斷的使用

在第一篇到第九篇博文中，我們認識到了一些基于IO口輸入與輸出的基礎電子器件使用：
《8051單片機實戰分析（以STC89C52RC為例） | 01 - 點亮一個LED》
《8051單片機實戰分析（以STC89C52RC為例） | 02 - LED延時約5s閃爍》
《8051單片機實戰分析（以STC89C52RC為例） | 03 - LED流水燈》
《8051單片機實戰分析（以STC89C52RC為例） | 04 - 蜂鳴器驅動》
《8051單片機實戰分析（以STC89C52RC為例） | 05 - 靜態數碼管驅動》
《8051單片機實戰分析（以STC89C52RC為例） | 06 - 動態數碼管驅動》
《8051單片機實戰分析（以STC89C52RC為例） | 07 - 獨立按鍵驅動》
《8051單片機實戰分析（以STC89C52RC為例） | 08 - 矩陣按鍵驅動》
《8051單片機實戰分析（以STC89C52RC為例） | 09 - LED點陣顯示數字》
但現在我們要開始回到8051單片機內部，通過實戰來認識它們的作業原理，你會發現通過它們可以去開發一些更有意思的東西！

這篇博文帶領大家認識一下STC89C52RC單片機定時器中斷的使用，

如果你不了解什么是中斷，建議你先看這篇：
《STC89C52RC單片機額外篇 | 01 - 認識中斷、中斷源以及中斷優先級》

如果你不了解什么是串口通信，建議你先看這篇：
《STC89C52RC單片機額外篇 | 02 - 認識串行通信、波特率以及資料包》

1 中斷系統結構

以下這張圖是從中斷引腳到中斷入口所經過的通道：

從圖中不難看出RX與TX引腳經過了SCON、IE、IP這些暫存器，因此我們在寫程式時得把這些暫存器功能配置好，CPU才會按照我們的想法只執行！下面分別對這些暫存器進行介紹（稍微了解一下即可，忘記的時候再查），

1.1 SCON暫存器

SCON(Serial Control Register)，中文叫串行口控制暫存器，SCON暫存器是用于控制串行通信的方式選擇、接收和發送，指示串口的狀態，

首先介紹SCON暫存器位SM0/SM1，它們用于設定作業方式：

其余SCON暫存器位的用途：

要注意的是在串口中斷處理時，TI，RI都需要軟體清"0"，硬體置位后不可能自動清0，此外，在進行緩沖區操作時，需要ES=0，以防止中斷出現，ES暫存器位位于接下來介紹的IE暫存器，

1.2 IE暫存器

IE(Interrupt Enable)，中文叫中斷允許暫存器，它的作用是控制所有中斷源的開放或禁止，以及每個中斷源是否被允許，

各暫存器位的作用如下：

1.3 IP暫存器

IP(Interrupt Priority)，中文叫中斷優先級暫存器，它是用來設定各個中斷源屬于兩級中斷中的哪一級，

各暫存器位的作用如下：

除此之外，還有一個波特率有關的PCON暫存器，當然這里只用到它其中的一位，

1.4 PCON暫存器

PCON全稱Power Control Register，即功率控制暫存器，

系統復位默認為SMOD=0，當SMOD=0時，串口方式1，2，3時，波特率正常；當SMOD=1時，串口方式1，2，3時，波特率加倍，

2 串行口結構

注意這里的SBUF暫存器只是邏輯上同名，但是它們物理上是分開的！另外，還需要用到TH1與TL1這種屬于定時器T1的暫存器，后面會了解到它們的作用！

下面列出各個作業方式的資料傳輸：

① 作業方式0：

② 作業方式1：

③ 作業方式2與作業方式3：

3 波特率計算

如果你不了解什么是波特率，建議你先看這篇：
《STC89C52RC單片機額外篇 | 02 - 認識串行通信、波特率以及資料包》

下面列出基于各個作業方式的波特率計算公式，對于可變波特率的設定需要用到TH1暫存器：

當然，對于波特率，一般有幾種是可供選擇的，因為我們通常使用標稱值：

這里我們好奇為什么晶振頻率選擇11.0592MHz就能減小計算誤差，下面我們以9600波特率，分別代入11.0592MHz與12MHz計算一下：

我們設定定時器T1為作業模式2，SMOD 設為1，分別看看那所要求的TH1為何值，代入公式：

• 11.0592MHz

          9600＝(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1)) 
          =》TH1＝250 
  

• 12MHz

          9600＝(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1)) 
          =》TH1≈249.49 
  

4 代碼

① 中斷服務函式：

我們知道我們撰寫的C程式，函式的執行是從main主函式開始執行，現在有了中斷，自然就產生一個中斷服務函式：

從圖中我們可以知道單片機在發生中斷的時候，程式的執行程序會從主程式A跳到中斷服務程式B，在執行完中斷服務程式B后，會回傳到之前主程式A被中斷打斷處繼續執行程式，

那么我們如何指定中斷服務程式？具體參考以下模板（對于函式名你可以隨便寫，當然最好貼近有意義的命名），

外部中斷0的中斷服務函式：

void Int0()	interrupt 0
{
	... // 中斷服務程式中要執行內容
}

定時器0的中斷服務函式：

void Timer0()	interrupt 1
{
	... // 中斷服務程式中要執行內容
}

外部中斷1的中斷服務函式：

void Int1()	interrupt 2
{
	... // 中斷服務程式中要執行內容
}

定時器1的中斷服務函式：

void Timer1()	interrupt 3
{
	... // 中斷服務程式中要執行內容
}

串行口的中斷服務函式：

void Serial()	interrupt 4
{
	... // 中斷服務程式中要執行內容
}

② 下面我們寫個程式，將波特率設定為4800，把發送的資料字符"1"顯示到串口除錯助手SSCOM：

#include "reg52.h"			 //此檔案中定義了單片機的一些特殊功能暫存器

typedef unsigned int u16;	  //對資料型別進行宣告定義
typedef unsigned char u8;

/*******************************************************************************
* 函式名         :UartInit()
* 函式功能		 :設定串口
* 輸入           : 無
* 輸出         	 : 無
*******************************************************************************/
void UartInit()
{
	SCON=0x50;			//設定為作業方式1
	TMOD=0x20;			//設定計數器作業方式2
	PCON=0x80;			//波特率加倍
	TH1=0xF3;			//計數器初始值設定，注意波特率是4800
	TL1=0xF3;
	ES=1;				//打開接收中斷
	EA=1;				//打開總中斷
	TR1=1;				//打開計數器
}

/*******************************************************************************
* 函 數 名       : main
* 函式功能		 : 主函式
* 輸    入       : 無
* 輸    出    	 : 無
*******************************************************************************/
void main()
{	
	UartInit();  //	串口初始化
	while(1);		
}

/*******************************************************************************
 * 函式名         : Serial() interrupt 4
 * 函式功能		 : 串口通信中斷函式
 * 輸入           : 無
 * 輸出          : 無
*******************************************************************************/
void Serial() interrupt 4
{
	u8 receiveData;

	receiveData=SBUF; //出去接收到的資料
	RI = 0;			  //清除接收中斷標志位
	SBUF=receiveData; //將接收到的資料放入到發送暫存器
	while(!TI);		  //等待發送資料完成
	TI=0;			  //清除發送完成標志位
}

簡要分析：

• 代碼中設定波特率為4800，根據前面的表格不是應該設定TH1=0xFA;嗎？根據前面的介紹，我們不難發現此處用到晶振頻率肯定不是11.0592MHz，明顯是使用12MHz，
• 注意這里把定時器T1設定為作業方式2——8 位自動重裝模式，因此暫存器TH1與TL0的值是一樣的，
• 最后附上串口除錯助手的操作：